17.07.2024

Ученые разработали нейропротезы для восстановления активности гиппокампа

Ученые разработали нейропротезы для восстановления активности гиппокампа

Ученые ННГУ им. Н.И. Лобачевского сумели восстановить активность в поврежденном участке гиппокампа, используя нейросеть, обученную на нейрональных сигналах здорового мозга. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Algorithms

Гиппокамп — это важная область мозга, которая отвечает за функции консолидации памяти, хранения памяти, пространственной навигации. Исследователи завершили эксперименты в условиях in vitro ― на срезах мозга грызунов. Они записали сигналы гиппокампа при нормальном функционировании нейронных сетей и нормальной синаптической передаче между областями гиппокампа, а затем на этих данных обучили искусственную нейросеть: по входным сигналам ИИ смог прогнозировать электрическую активность гиппокампа. 

Сигналы, предсказанные нейросетью, подали на срезы гиппокампа в реальном биологическом эксперименте. Там использовали электроды, стимулирующие активность в отростках нейронов, а также регистрировали нейрональную активность. После подачи сигнала, предсказанного нейросетью, в поврежденном участке гиппокампа запускалась нейрональная активность. Это показало, что созданная система способна управлять параметрами нейросигналов, максимально точно повторяя поведение здорового мозга.

Деградация и разрушение нейронов в гиппокампе происходит при нейродегенеративных заболеваниях, и это приводит к нарушениям памяти. В перспективе исследование может показать, насколько искусственное добавление нейрональной активности может улучшить память.

Сейчас ученые готовятся к эксперименту in vivo, на лабораторных крысах. Это будет инвазивная технология с использованием тонких многоканальных электродов, имплантированных в гиппокамп животного. Электроды могут и регистрировать нейрональную активность, и стимулировать отдельные области в гиппокампе. С имплантированным электродом крысы будут проходить поведенческий тест с использованием VR технологий.



СМОТРИТЕ ТАКЖЕ